Pojazdy elektryczne z funkcją ładowania dwukierunkowego mogłyby służyć do zasilania domów, przekazywania energii z powrotem do sieci, a nawet zapewniać zasilanie awaryjne podczas przerw w dostawie prądu lub sytuacji awaryjnych. Pojazdy elektryczne to w zasadzie duże akumulatory na kołach, dlatego ładowarki dwukierunkowe umożliwiają pojazdom magazynowanie taniej energii elektrycznej poza szczytem, co obniża rachunki za energię elektryczną w gospodarstwach domowych. Ta rozwijająca się technologia, znana jako pojazd-sieć (V2G), ma potencjał zrewolucjonizowania funkcjonowania naszej sieci energetycznej, umożliwiając dziesiątkom tysięcy pojazdów elektrycznych jednoczesne dostarczanie energii w okresach szczytowego zapotrzebowania.
Jak to działa?
Ładowarka dwukierunkowa to zaawansowana ładowarka do pojazdów elektrycznych (EV), która umożliwia ładowanie w obu kierunkach. Może się to wydawać stosunkowo proste, ale w przeciwieństwie do konwencjonalnej jednokierunkowej ładowarki EV wykorzystującej prąd przemienny, wymaga ona złożonego procesu konwersji energii z prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC).
W przeciwieństwie do standardowych ładowarek do pojazdów elektrycznych, ładowarki dwukierunkowe działają podobnie jak inwertery, zamieniając prąd przemienny na prąd stały podczas ładowania i odwrotnie podczas rozładowywania. Ładowarki dwukierunkowe mogą być jednak używane tylko w pojazdach obsługujących dwukierunkowe ładowanie prądem stałym. Niestety, liczba pojazdów elektrycznych obsługujących ładowanie dwukierunkowe jest obecnie bardzo niewielka. Ponieważ ładowarki dwukierunkowe są znacznie bardziej złożone, są one również znacznie droższe niż zwykłe ładowarki do pojazdów elektrycznych, ponieważ wykorzystują zaawansowane układy elektroniczne do konwersji energii, aby zarządzać przepływem energii w pojeździe.
W celu zasilania domów, dwukierunkowe ładowarki EV integrują również urządzenia do zarządzania obciążeniem i izolowania domu od sieci podczas przerw w dostawie prądu, co jest zjawiskiem znanym jako praca wyspowa. Podstawowa zasada działania dwukierunkowej ładowarki EV jest bardzo podobna do zasady działania dwukierunkowego falownika, który pełni funkcję awaryjnego źródła zasilania w domowych systemach magazynowania energii.
Jaki jest cel ładowania dwukierunkowego?
Ładowarki dwukierunkowe mogą być wykorzystywane w dwóch różnych zastosowaniach. Pierwszym i najważniejszym jest technologia Vehicle-to-grid, czyli V2G, zaprojektowana do dostarczania lub oddawania energii do sieci w okresach dużego zapotrzebowania. Podłączenie i aktywacja tysięcy pojazdów wyposażonych w V2G może znacząco zmienić sposób magazynowania i wytwarzania energii elektrycznej. Pojazdy elektryczne mają duże i wydajne akumulatory, więc łączna moc tysięcy pojazdów wyposażonych w V2G może być ogromna. Należy pamiętać, że V2X to termin używany do opisania trzech architektur omówionych poniżej:
I. Pojazd-sieć lub V2G – energia z pojazdów elektrycznych służąca do zasilania sieci.
II. Pojazd-dom, czyli V2H – energia z pojazdów elektrycznych wykorzystywana do zasilania domów lub firm.
III. Pojazd-ładowanie, czyli V2L – Pojazdy elektryczne mogą być używane do zasilania urządzeń lub ładowania innych pojazdów elektrycznych.
Drugim zastosowaniem dwukierunkowej ładowarki EV jest system Vehicle-to-Home, czyli V2H. Jak sama nazwa wskazuje, V2H umożliwia wykorzystanie pojazdów elektrycznych jako domowego systemu akumulatorów do magazynowania nadmiaru energii słonecznej i zasilania domu. Na przykład, typowy domowy system akumulatorów, taki jak Tesla Powerwall, ma pojemność 13,5 kWh. Dla porównania, typowy pojazd elektryczny ma pojemność 65 kWh, co niemal odpowiada pięciu urządzeniom Tesla Powerwall. Dzięki dużej pojemności akumulatora, w połączeniu z energią słoneczną z dachu, w pełni naładowany pojazd elektryczny może zasilać przeciętne gospodarstwo domowe przez kilka dni lub dłużej.
1. Pojazd-sieć – V2G
Koncepcja Vehicle-to-grid (V2G) polega na przesyłaniu na żądanie niewielkiej części energii zgromadzonej w akumulatorze pojazdu elektrycznego do sieci. Udział w projekcie V2G wymaga dwukierunkowej ładowarki prądu stałego (DC) oraz kompatybilnego pojazdu elektrycznego. Właściciele pojazdów elektrycznych mogą skorzystać z zachęt, takich jak kredyty lub obniżone stawki za energię elektryczną. Pojazdy elektryczne wyposażone w V2G umożliwiają również udział w programach VPP (Vehicle Power Supply – Zasilanie Pojazdów Elektrycznych), które poprawiają stabilność sieci i zapewniają zasilanie w okresach szczytowego zapotrzebowania.
Pomimo szumu medialnego, jednym z wyzwań związanych z wdrażaniem technologii V2G są bariery regulacyjne oraz brak znormalizowanych protokołów i złączy ładowania dwukierunkowego. Ładowarki dwukierunkowe, takie jak falowniki słoneczne, są uważane za alternatywną metodę wytwarzania energii i muszą spełniać wszystkie regulacyjne normy bezpieczeństwa i przerw w dostawie prądu w przypadku awarii sieci. Aby przezwyciężyć te trudności, niektórzy producenci samochodów, tacy jak Ford, opracowali prostsze, dwukierunkowe systemy ładowania prądem przemiennym, które współpracują wyłącznie z pojazdami elektrycznymi Forda i zasilają domy, zamiast dostarczać energię do sieci.
2. Z pojazdu do domu – V2H
Technologia Vehicle-to-Home (V2H) jest podobna do V2G, ale energia jest wykorzystywana lokalnie do zasilania domu, a nie odprowadzana do sieci. Dzięki temu pojazdy elektryczne działają jak zwykły domowy system akumulatorów, co przyczynia się do zwiększenia samowystarczalności, zwłaszcza w połączeniu z energią słoneczną z dachu. Jednak najbardziej oczywistą zaletą V2H jest możliwość zapewnienia zasilania awaryjnego w przypadku przerw w dostawie prądu.
Aby system V2H działał prawidłowo, wymagany jest kompatybilny falownik dwukierunkowy i inne urządzenia, w tym licznik energii (z przekładnikiem prądowym) zainstalowany w punkcie podłączenia do sieci. Przekładnik prądowy monitoruje przepływ energii do i z sieci. Gdy system wykryje, że dom pobiera energię z sieci, wysyła sygnał do dwukierunkowej ładowarki pojazdów elektrycznych (EV), aby uwolniła odpowiednią ilość energii elektrycznej, kompensując w ten sposób pobór mocy z sieci. Podobnie, gdy system wykryje energię generowaną przez panele fotowoltaiczne na dachu, przekierowuje ją do ładowania pojazdu elektrycznego, podobnie jak inteligentna ładowarka pojazdów elektrycznych.
Aby zapewnić zasilanie awaryjne podczas przerw w dostawie prądu lub sytuacji awaryjnych, system V2H musi wykryć pracę w trybie wyspowym i odłączyć dom od sieci. Po przejściu w tryb wyspowy, falownik dwukierunkowy działa zasadniczo jak falownik niezależny od sieci, zasilany z akumulatora pojazdu elektrycznego. Do uruchomienia zasilania awaryjnego wymagane są dodatkowe urządzenia izolujące sieć, takie jak automatyczne styczniki (ATS), podobnie jak w przypadku falowników hybrydowych stosowanych w systemach ogniw słonecznych.
3. Pojazd do załadunku – V2L
Technologia Vehicle-to-Load (V2L) jest znacznie prostsza, ponieważ nie wymaga ładowarki dwukierunkowej. Pojazdy wyposażone w V2L posiadają zintegrowany falownik, który dostarcza prąd przemienny z jednego lub kilku standardowych gniazdek w pojeździe, co umożliwia podłączenie dowolnego urządzenia gospodarstwa domowego. Niektóre pojazdy korzystają jednak ze specjalnego adaptera V2L, który podłącza się do portu ładowania pojazdu elektrycznego, aby zapewnić zasilanie prądem przemiennym. W nagłych wypadkach można przedłużyć przewód przedłużający z pojazdu do domu, aby zasilić podstawowe urządzenia, takie jak oświetlenie, komputery, lodówki i urządzenia kuchenne.
V2L jest używany do zasilania poza siecią i zasilania awaryjnego
Pojazdy wyposażone w system V2L mogą korzystać z przedłużaczy, aby zapewnić zasilanie awaryjne do zasilania wybranych urządzeń elektrycznych. Alternatywnie, dedykowany przełącznik AC może służyć do podłączenia zasilania V2L bezpośrednio do zapasowego panelu rozdzielczego, a nawet do głównego panelu rozdzielczego.
Pojazdy wyposażone w V2L można również zintegrować z systemami fotowoltaicznymi poza siecią elektroenergetyczną, aby zmniejszyć, a nawet wyeliminować potrzebę stosowania generatora zapasowego. Większość systemów fotowoltaicznych poza siecią elektroenergetyczną zawiera falownik dwukierunkowy, który technicznie może pobierać energię z dowolnego źródła prądu przemiennego, w tym pojazdy wyposażone w V2L. Wymaga on jednak instalacji i konfiguracji przez specjalistę ds. energii słonecznej lub wykwalifikowanego elektryka, aby zapewnić bezpieczną eksploatację.
— KONIEC—
Tutaj zrozumiesz „rdzeń” i „duszę” stosów ładujących
Szczegółowa analiza: Jak działają stosy ładowania AC/DC?
Najnowocześniejsze rozwiązania: wolne ładowanie, superładowanie, V2G…
Wgląd w branżę: trendy technologiczne i interpretacja polityki
Wykorzystaj swoją wiedzę specjalistyczną, aby chronić swoje ekologiczne podróże
Podążaj za mną, a nigdy się nie zgubisz, jeśli chodzi o ładowanie!
Czas publikacji: 26-11-2025
